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​双电源自动切换-电池与USB供电自动切换电路-KIA MOS管

信息来源:本站 日期:2023-06-09 

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双电源自动切换-电池与USB供电自动切换电路-KIA MOS管


日常电器中,双电源自动切换的例子随处可见如:交流适配器和USB供电的电源切换、电池供电和USB供电的自动切换。


这些电路一般都遵守一个原则:优先选择电压高者使用。


下图电路是在锂电充电电路上发现的,数据手册非常贴心的给出了双电源自动切换的参考应用,简单易实现。


如果需要电池和USB电源切换,只需将USB电源放在上面,锂电放在下面。反正无论怎么更改,上面的电压始终要高于下面的。


电路:

自动切换 电池 USB 供电


电路实际现象:

只插入交流适配器,电路会自动切换为交流适配器供电。

只插入USB-5V电源,电路会自动切换为USB供电。


同时将交流适配器和USB-5V电源接入电路,由于交流适配器的输出电压一般为 5.5V以上,比USB电源的5V略高,电路会自动切换为交流适配器供电。


电路原理:

电路由1个P-MOS、1个二极管(推荐用肖特基,压降小)、1个适当阻值的下拉电阻组成。


假设USB电源电压为5.0V,交流适配器的电压为5.5V,比USB的略高。


当交流适配器的 5.5V单独接入时,二极管导通,电路自动切换为交流适配器供电,此时用电端电压为 5.5 - 0.3 = 5.2V。


当USB-5V单独接入时,P-MOS的DS寄生二极管首先导通,S极电压为 5 - 0.7 = 4.3V,而此时的G极被下拉电阻拉低为0V,故 Vgs = 0 - 4.3 = -4.3V。-4.3V < P-MOS的GS最低导通门限电压,于是 P-MOS导通,之后用电端电压为 5 - I*Ron。


由于MOS的导通电压都比较低,约几十mΩ,且一般电路电流都不会超过2A,故P-MOS的导通压降几乎可以不计。可以非常高效的将5V输出至用电端。


当交流适配器5.5V与USB-5V同时接入时,肖特基D1导通,此时 P-MOS的G极电压为 5.5V,S极电压为 5.2V,Vgs = 5.5 - 5.2 = 0.3V,0.3V > P-MOS的GS最低导通门限电压,于是 P-MOS关断。电路便自动切换为由输入电压较高的交流适配器供电。


同理此方法同样适用于电池输入与USB电源的自动切换。将USB电源连接在电路输入侧的上面,4.2V锂电连接在电路输入侧的下面,电路会优先选择电压高者。


自动切换 电池 USB 供电


自动切换 电池 USB 供电



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